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J-GLOBAL ID：201802281007110494   整理番号：18A0724928

H_2/CH_4分離のための4240MOF膜の計算機シミュレーション:構造-性能関係への洞察【JST・京大機械翻訳】

Computer simulations of 4240 MOF membranes for H₂/CH₄ separations: insights into structure-performance relations

著者 (6件)： Altintas Cigdem (Department of Chemical and Biological Engineering, Koc University, Rumelifeneri Yolu, Sariyer, Istanbul, 34450, Turkey. [e-mail]) ,  Avci Gokay ,  Daglar Hilal ,  Gulcay Ezgi ,  Erucar Ilknur ,  Keskin Seda
資料名： Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability  (Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability)
巻： 6  号： 14  ページ： 5836-5847  発行年： 2018年 
JST資料番号： W0204B  ISSN： 2050-7488  CODEN： JMCAET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 高いH_2/CH_4選択性と高いH_2透過性を有する新しい膜の設計は,H_2生産のためのエネルギー需要を減らすために強く望まれる。金属有機骨格(MOFs)は,それらの調整可能な物理的および化学的性質のために,膜ベースのガス分離に対して大きな有望性を提供する。著者らは,高スループット計算スクリーニング研究を行い,4440MOFsの膜ベースのH_2/CH_4分離ポテンシャルを調べた。グランドカノニカルモンテカルロ(GCMC)と分子動力学(MD)シミュレーションを用いて,MOFs中のH_2とCH_4の吸着と拡散を計算した。シミュレーション結果を用いて,MOFsの吸着選択性,拡散選択性,ガス透過性および膜選択性を予測した。多数のMOF膜が,CH_4からのH_2の選択的分離のためのRobesonの上限を超えることにより,従来の高分子およびゼオライト膜より優れていることが分かった。MOF膜の選択性とそれらの細孔径,表面積,気孔率,密度,格子系および金属型の間の関係を理解するために構造性能解析を行った。結果は,3.8と6Åの間の細孔制限直径,6と12Åの間の最大空洞直径,1000m~2g~(-1)より小さい表面積,0.5と0.75の間の気孔率,1と1.5gcm~3の間の密度は,H_2選択性>10とH_2透過性>10~4Barerをもたらす最も有望な膜であることを示した。著者らの結果は,銅金属を有する単斜晶MOFsがH_2/CH_4分離のための最良の膜候補であることを示唆した。本研究は,分子シミュレーションから提供された膜ベースのH_2/CH_4分離のための最も最近のMOFデータベースの最初のハイスループット計算スクリーニングを示し,非常に高いH_2選択性を有する新しいMOFsの将来の設計に非常に有用である。Copyright 2018 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 細孔径 ,  *計算機シミュレーション ,  吸着 ,  ガス分離 ,  銅 ,  性能分析 ,  空隙率 ,  細孔 ,  スクリーニング ,  透気性 ,  表面積
準シソーラス用語： 分子シミュレーション ,  ゼオライト膜 ,  MOF【配位高分子】 ,  透過性 , 【Automatic Indexing@JST】

分類 (1件)： 膜分離  (XD02120Z)

タイトルに関連する用語 (2件)： 計算機シミュレーション ,  洞察